[發(fā)明專利]一種溝槽功率器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011264302.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112382566B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊笠;石亮
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶萬國半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336;H01L29/417;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 上海遠(yuǎn)同律師事務(wù)所 31307
• 代理人: 張翠芳

1.一種溝槽功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

A、元胞結(jié)構(gòu)的制備；

B、接觸孔、鎢栓的制備；

C、蝕刻形成電路；

D、淀積鈍化層，蝕刻鈍化層；

所述步驟A具體包括如下步驟：

步驟S1、在硅襯底上表面化學(xué)氣相沉積一層或多層外延層；所述外延層摻雜三價元素、五價元素；

步驟S2、在外延層上表面沉積掩膜，所述掩膜的成分為光刻膠或光刻膠與其它絕緣體掩模組成的多層組合結(jié)構(gòu)；

步驟S3、在掩膜上定義柵極溝槽圖形以及源極溝槽圖形；所述柵極溝槽包括元胞柵極溝槽、柵極互聯(lián)溝槽；

所述元胞柵極溝槽圖形、源極溝槽圖形、柵極互聯(lián)溝槽圖形依次設(shè)置；所述柵極互聯(lián)溝槽的關(guān)鍵尺寸大于元胞柵極溝槽的關(guān)鍵尺寸大于源極溝槽的關(guān)鍵尺寸；

步驟S4、在掩膜上形成電路圖形后，利用干法蝕刻將電路圖形制作到外延層上；

得到所述柵極互聯(lián)溝槽的深度大于元胞柵極溝槽的深度大于源極溝槽的深度；

步驟S5、通過熱氧化方法對元胞柵極溝槽、源極溝槽、柵極互聯(lián)溝槽進(jìn)行圓潤化與等離子損傷修復(fù)，在元胞柵極溝槽、源極溝槽、柵極互聯(lián)溝槽側(cè)壁生長一層氧化層；通過濕法蝕刻處理氧化層；

步驟S6、通過低壓化學(xué)氣象淀積進(jìn)行氮化硅薄膜的生長；所述氮化硅薄膜在柵極溝槽的底部表面生長并填滿整個源極溝槽；

步驟S7、通過熱磷酸蝕刻氮化硅，至柵極溝槽中的氮化硅全部蝕刻完，源極溝槽中仍然保留氮化硅；

步驟S8、通過濕法蝕刻去除柵極溝槽中的自然氧化層，然后通過熱氧化法生長柵氧化層；

步驟S9、通過低壓化學(xué)氣象淀積多晶硅，使柵極溝槽填滿了多晶硅形成柵極；在淀積的過程中摻雜五價元素或在柵極形成后進(jìn)行離子注入摻雜三價元素；

步驟S10、通過化學(xué)機(jī)械研磨或干法蝕刻去除高于外延層的多晶硅；

步驟S11、在外延層上表面通過離子注入雜質(zhì)得到體區(qū)，然后通過熱工藝對體區(qū)的雜質(zhì)進(jìn)行激活；所述雜質(zhì)包括三價元素或五價元素；

步驟S12、在體區(qū)上表面通過離子注入雜質(zhì)得到源區(qū)，離子注入的雜質(zhì)是五價元素或三價元素，最終得到元胞結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S1、S9、S11、S12中所述三價元素包括硼元素，所述五價元素包括砷、磷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S11中離子注入的元素極性應(yīng)與步驟S1中的摻雜元素極性相反，所述步驟S12中離子注入的元素極性應(yīng)與步驟S1中的摻雜元素極性相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S5中所述氧化層的厚度為10～100nm，濕法蝕刻處理后使氧化層的厚度為20納米；所述步驟S6中所述氮化硅薄膜的厚度為500～1000nm；所述步驟S8中所述柵氧化層的厚度為10～100nm；所述步驟S9中所述多晶硅的厚度為500～1000nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步驟B具體包括如下步驟：

步驟S13、通過化學(xué)氣象淀積形成二氧化硅介質(zhì)層；

步驟S14、通過光刻工藝，使用光刻膠定義源區(qū)溝槽接觸孔圖形以及柵極互聯(lián)區(qū)域接觸孔圖形；所述源區(qū)溝槽接觸孔圖形位于源極溝槽上方，所述柵極互聯(lián)區(qū)域接觸孔圖形位于柵極互聯(lián)溝槽上方；

步驟S15、通過干法蝕刻二氧化硅介質(zhì)層，得到源區(qū)溝槽接觸孔以及柵極互聯(lián)區(qū)域接觸孔；

步驟S16、通過熱磷酸蝕刻源區(qū)溝槽內(nèi)的氮化硅；

步驟S17、通過離子注入摻雜高濃度雜質(zhì)到源區(qū)溝槽的底部，制作源區(qū)溝槽接觸孔的歐姆接觸，通過快速熱退火激活雜質(zhì)；

通過物理氣象淀積工藝淀積金屬以及氮化物作為保護(hù)層，并利用快速熱退化形成硅化物，所述金屬包括鈦、鈷、鉭中的一種或多種；

步驟S18、通過鎢栓工藝淀積金屬鎢，通過干法刻蝕方法去除掉接觸孔以外的金屬鎢，在接觸孔里形成鎢栓。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溝槽功率器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S12中離子注入的雜質(zhì)元素極性應(yīng)與第17步注入元素極性相同。